CN217980279U - 一种强夯机夯击沉降量精确测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及强夯机施工领域，具体涉及一种强夯机夯击沉降量精确测量装置，包括拉力传感器与测深传感器，拉力传感器与测深传感器分别电连接于控制器，所述拉力传感器安装在强夯机的变幅机构上或者提升机构上，通过所在机构变幅绳或卷扬钢丝绳的受力变化来检测夯锤离开地平面或夯坑底部的瞬间时机，相对于现有技术，本实用新型能够测量过程不受环境光线影响以及提锤操作速度的影响，测量精度高，测量数据准确，可完全替代人工测量，以此可以提高施工效率，降低施工成本。

Description

一种强夯机夯击沉降量精确测量装置

技术领域

本实用新型涉及强夯机施工领域，具体涉及一种强夯机夯击沉降量精确测量装置。

背景技术

强夯机是一种用于对物料或地基进行冲击压实的工程机械，广泛应用于工业与民用建筑、仓库、堆场、码头、机场、公路和铁路路基、人工岛等的施工作业过程中。强夯机将夯锤吊到指定高度后，释放夯锤使其自由下落，从而可以给地基以强烈的冲击力和振动，破坏土体并对其进行压实，降低其压缩性，提高土层的均匀程度，减少将来可能出现的差异沉降。

夯锤的夯击次数和夯击深度是强夯机施工过程中的重要参数。目前的强夯法地基处理施工过程中，需要记录每次夯击的沉降量。夯击沉降量数据的测量与记录目前普遍采用的方式是人工测量与记录。但采用人工测量和记录的方式存在诸多不足，具体表现为：1、人工测量至少需要两名测量人员并且测量过程中需要停机，严重影响施工效率，且增加人工成本；2、在夜间光线较差时，测量工作很难进行；3、因偏锤以及锤顶面积土等因素的影响，测量精度较差并且很难消除；4、测量过程全部为人为管控，针对有可能存在测量数据造假的现象无法进行自动监管。

申请日2011.06.30，公开号CN102852130A公开了一种不脱钩强夯机沉降量测量系统，该系统包括安装于卷扬滚筒码盘上的相位差为90度的两个接近开关A和B、安装于卷扬马达上的压力传感器、液晶显示器和控制器，公开号CN102852127A公开了该测量系统对应的测量方法，该系统自公开之后至今数年一直是市场内通过系统测量的唯一选择，但该测量系统在实际应用中普遍存在测量误差偏大的情况，其测得的沉降量数据往往误差达到±20cm，使得大部分施工方拒绝使用该系统，或仅将该系统测得的数据作为参考值。在申请人长期的使用、测试、实践过程中发现，究其原因，主要是因为现有的强夯机夯击沉降量自动测量系统测量夯锤离开夯坑底部的时机采用的技术均是通过安装在提升卷扬马达上的压力传感器来实现的。当夯锤离开夯坑底部时该压力传感器监测的压力值会变大，并且夯锤越重该压力值越大。但这种测量方式存在的问题是在提锤开始阶段卷扬本身由静止到运动需要经过一段加速过程，实现该加速过程需要液压系统提供一定的压力，该压力值与夯锤是否离开夯坑底部无关，而且是卷扬转动加速越快，该压力越大。同时液压系统管路内部的阻力也会产生额外的液压压力，该压力值也会随着卷扬速度的加快（液压系统流量加大）而增大。基于以上两个原因，安装在提升卷扬马达上的压力传感器所检测的压力除了受夯锤负载影响外，同时还受提锤操作速度的影响，提锤操作速度越快影响越大，提锤操作速度越慢影响越小。因提锤操作速度而产生的额外压力会影响控制系统对夯锤离开夯坑底部的判断时机，由此造成了测量的夯击沉降量数据与实际值之间存在很大偏差。因此这也就导致了现有的强夯机夯击沉降量自动测量系统在实际应用中只能作为辅助参考，仍然无法完全替代人工测量。

实用新型内容

本实用新型要解决现有的强夯机夯击沉降量自动测量系统在实际应用中误差偏大的问题，本实用新型提供一种强夯机夯击沉降量精确测量装置。

本实用新型的目的是以下述方式实现的：一种强夯机夯击沉降量精确测量装置，包括拉力传感器1与测深传感器2，拉力传感器1与测深传感器2分别电连接于控制器3，所述拉力传感器1安装在强夯机的变幅机构上或者提升机构上，通过所在机构变幅绳或卷扬钢丝绳的受力变化来检测夯锤离开地平面或夯坑底部的瞬间时机。

进一步的，拉力传感器1安装于变幅机构中变幅绳的受力端。

进一步的，拉力传感器1安装于主卷扬钢丝绳的受力端。

进一步的，控制器3电连接数据存储器4，用于存储和导出控制器3计算的夯击沉降量数据，控制器3电连接显示器5，用于显示所述控制器3计算的夯击沉降量数据。

相对于现有技术，本实用新型能够测量过程不受环境光线影响以及提锤操作速度的影响，测量精度高，测量数据准确，可完全替代人工测量，以此可以提高施工效率，降低施工成本。

附图说明

图1是本实用新型强夯机夯击沉降量自动测量装置的结构框图；

图2是强夯机夯击沉降量自动测量方法的流程图；

图3是强夯机夯击沉降量自动测量方法的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如附图1所示，一种强夯机夯击沉降量精确测量装置，包括拉力传感器1与测深传感器2，拉力传感器1与测深传感器2分别电连接于控制器3，精确测量方法为，所述拉力传感器1安装在强夯机的变幅机构上或者提升机构上，通过所在机构变幅绳或卷扬钢丝绳的受力变化来检测夯锤离开地平面或夯坑底部的瞬间时机。

原有的强夯机夯击沉降量自动测量系统测量夯锤离开夯坑底部的时机采用的技术均是通过安装在提升卷扬马达上的压力传感器来实现的。当夯锤离开夯坑底部时该压力传感器监测的压力值会变大，并且夯锤越重该压力值越大。但这种测量方式存在的问题是在提锤开始阶段卷扬本身由静止到运动需要经过一段加速过程，实现该加速过程需要液压系统提供一定的压力，该压力值与夯锤是否离开夯坑底部无关，而且是卷扬转动加速越快，该压力越大。同时液压系统管路内部的阻力也会产生额外的液压压力，该压力值也会随着卷扬速度的加快液压系统流量加大而增大。基于以上两个原因，安装在提升卷扬马达上的压力传感器所检测的压力除了受夯锤负载影响外，同时还受提锤操作速度的影响，提锤操作速度越快影响越大，提锤操作速度越慢影响越小。因提锤操作速度而产生的额外压力会影响控制系统对夯锤离开夯坑底部的判断时机，由此造成了测量的夯击沉降量数据与实际值之间存在很大偏差。

将拉力传感器1安装在强夯机的变幅机构上或者提升机构上，通过提锤前后变幅绳或者提升卷扬钢丝绳的受力变化来检测夯锤离地瞬间的时机，不受锤偏、锤顶面积土以及提锤速度等的影响，测量精度和准确度非常高，可以完全替代人工测量。

拉力传感器1安装于变幅机构中变幅绳的受力端，为最优选的位置设置，次优选的为主卷扬钢丝绳的受力端，用于检测夯锤离开地平面或夯坑底部的瞬间时机。具体的，此拉力传感器1可以为销轴形式，也可以为拉板形式，可以安装在钢丝绳的末端，也可以安装在钢丝绳的导向滑轮处。当夯锤离开地平面或夯坑底部的瞬间该拉力传感器所受的拉力将会增大，该拉力值与夯锤重量呈正比例线性关系。

测深传感器2，安装于提升卷扬的滚筒上，用于检测夯锤夯击的深度。具体的，该测深传感器2可以是测深接近开关，也可以是编码器。

控制器3，连接所述拉力传感器1和所述测深传感器2，并根据所述拉力传感器1所测量的拉力信号和所述测深传感器2所测量的深度信号，计算强夯机每一次夯击的沉降量。

数据存储器4，连接所述控制器3，用于存储和导出所述控制器3计算的夯击沉降量数据。具体的，数据存储器4可以是一个单独的部件，也可以集成在控制器3中或显示器5中。在实际应用中，该数据存储器4还可以存储夯击次数，夯击高度等施工数据。通过数据存储器4自带的USB接口或其它数据接口，可以将存储的数据导出并做进一步的分析。

显示器5，连接所述控制器3，用于显示所述控制器3计算的夯击沉降量数据。在实际应用中，该显示器5还可以显示夯击次数，夯击高度等施工数据，供操作人员进行施工参考。

如附图2-3所示，一种强夯机夯击沉降量自动测量方法，夯击沉降量自动测量方法包括以下步骤：

S1：控制器3记录新夯点第一次夯击提锤时夯锤离开地平面瞬间钢丝绳所处的位置，并将该位置记为地平面零点h0。夯锤离开地平面瞬间的时机由拉力传感器1进行感应测量，钢丝绳所处的位置由测深传感器2进行测量；

S2：第一次夯击完成后，地平面受夯锤重力冲击而会下沉形成夯坑。当再次提锤时控制器3记录夯锤离开夯坑底部瞬间钢丝绳所处的位置，并将该位置记为h1。此时控制器3自动计算出第一次夯击的沉降量Δh1=h1-h0，第一次夯击后夯坑的总沉降量H1=h1-h0，同时控制器3将计算的第一次夯击沉降量Δh1和总沉降量H1发送给数据存储器4进行存储，同时也发送给显示器5进行数据显示。夯锤离开夯坑底部瞬间的时机由拉力传感器1进行感应测量，钢丝绳所处的位置由测深传感器2进行测量；

S3：同理，第二次夯击完成后控制器3记录夯锤离开夯坑底部瞬间钢丝绳所处的位置h2，控制器3自动计算出第二次夯击的沉降量Δh2=h2-h1，第二次夯击后夯坑的总沉降量H2=h2-h0，同时控制器3将计算的Δh2和H2等施工数据分别发送给数据存储器4和显示器5进行存储和显示；

S4：以此类推，第n次夯击完成后控制器3记录夯锤离开夯坑底部瞬间钢丝绳所处的位置hn，控制器3自动计算出第n次夯击的沉降量Δhn=hn-h(n-1) ，第n次夯击后夯坑的总沉降量Hn=hn-h0。操作人员通过观察显示器5上显示的单次沉降量数据和夯坑总沉降量数据并参照沉降量合格标准值，来判断该夯坑是否合格。

本实用新型测量方法具有以下优点：

1.在强夯机施工过程中系统自动测量夯击沉降量数据，测量过程不需要停机，极大地节省了人力成本，提高了施工效率。

2.测量过程不受环境光线影响，白天黑夜均可施工测量；

3.通过提锤过程中变幅绳的受力变化来检测夯锤离地瞬间的时机，变幅绳的受力变化不受锤偏、锤顶面积土以及提锤操作速度等的影响，测量精度和准确度非常高，可以完全替代人工测量；

4.测量的施工数据自动保存在数据存储器中，并能够导出分析。施工过程自动监管，防止施工数据造假的现象发生，保证了施工质量。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种强夯机夯击沉降量精确测量装置，包括拉力传感器（1）与测深传感器（2），拉力传感器（1）与测深传感器（2）分别电连接于控制器（3），其特征在于：所述拉力传感器（1）安装在强夯机的变幅机构上或者提升机构上，通过所在机构变幅绳或卷扬钢丝绳的受力变化来检测夯锤离开地平面或夯坑底部的瞬间时机。

2.如权利要求1所述的一种强夯机夯击沉降量精确测量装置，其特征在于：所述拉力传感器（1）安装于变幅机构中变幅绳的受力端。

3.如权利要求1所述的一种强夯机夯击沉降量精确测量装置，其特征在于：所述拉力传感器（1）安装于主卷扬钢丝绳的受力端。

4.如权利要求1-3任一所述的一种强夯机夯击沉降量精确测量装置，其特征在于：所述控制器（3）电连接数据存储器（4），用于存储和导出控制器（3）计算的夯击沉降量数据，控制器（3）电连接显示器（5），用于显示所述控制器（3）计算的夯击沉降量数据。

Images